又到藍(lán)藻爆發(fā)季，在千湖之省的湖北，湖泊污染問題也隨之日益凸顯。近日，由湖北科研人員自主研發(fā)的循環(huán)炭濾技術(shù)成功應(yīng)用于最新的污水深度處理設(shè)備，可將劣五類水凈化到地表水Ⅲ類(湖庫)標(biāo)準(zhǔn)，就近排湖。新型循環(huán)炭濾技術(shù)實(shí)現(xiàn)低成本、高效率將污水處理廠尾水處理至河湖功能區(qū)劃分標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)處理后的尾水可作為生態(tài)補(bǔ)水，為河湖“排毒”。這有助于從根本上破解城中湖污水凈化難題，為打贏碧水保衛(wèi)戰(zhàn)增添重磅籌碼。
中國工程院院士彭永臻認(rèn)為，這套技術(shù)能有效深度去除難降解有機(jī)污染物、總氮、總磷、氨氮等，具有創(chuàng)新性，對(duì)治理封閉、半封閉水體，如城市湖泊、水庫等具有明顯的效果，值得推廣。
循環(huán)炭濾技術(shù)由湖北君集水處理有限公司歷經(jīng)9年研發(fā)，于2014年成功應(yīng)用于浙江嵊新污水處理廠地表水Ⅳ類標(biāo)準(zhǔn)22.5萬噸/天提標(biāo)改造項(xiàng)目，2017年應(yīng)用于武漢湯遜湖污水處理廠地表Ⅲ類(湖庫)標(biāo)準(zhǔn)1.5萬噸/天示范工程。君集技術(shù)研發(fā)負(fù)責(zé)人劉魯建介紹，循環(huán)炭濾技術(shù)解決了難降解有機(jī)污染物有效深度去除和總氮低成本穩(wěn)定去除的國際性難題。該技術(shù)處理后的尾水，可以有效稀釋受納水體的污染濃度，以湯遜湖目前的規(guī)模和標(biāo)準(zhǔn)來說，每年可削減總氮510噸、總磷16噸，能極大改善湯遜湖流域自然環(huán)境與水質(zhì)狀況。
攻克粉末活性炭低成本再利用難題
一般而言，活性炭污水處理技術(shù)主要利用活性炭的吸附功能，其中，粉末活性炭的吸附效果最好。但粉末活性炭“吃飽”后就不再吸附，不僅去污效率有限、還容易造成二次污染。對(duì)此，企業(yè)要么每噸花費(fèi)數(shù)百至數(shù)千元，將“吃飽的”活性炭送到危廢處理機(jī)構(gòu)處置，再重新購買新炭、避免二次污染;要么將其再生，變成“饑餓”的新炭，但遺憾的是，全球此前一直沒有研發(fā)出成熟的粉末活性炭再生技術(shù)。
按照目前市價(jià)，優(yōu)質(zhì)椰殼炭過萬元每噸，二手粉末活性炭也要五六千元每噸，成本高昂，導(dǎo)致粉末活性炭一直沒有被大量運(yùn)用于污水處理中。
為了解決這一難題，君集的專家團(tuán)隊(duì)們查遍國內(nèi)外文獻(xiàn)，從實(shí)驗(yàn)室到大規(guī)模的生產(chǎn)運(yùn)用，前后花費(fèi)幾千萬元。2012年開始，在經(jīng)過6次設(shè)備迭代，公司終于成功掌握了粉末活性炭的再生方法，徹底終結(jié)了依賴國外污水處理技術(shù)的歷史。
君集公司工程師、嵊州炭鼎炭素科技有限公司總經(jīng)理覃將偉介紹說，公司的技術(shù)團(tuán)隊(duì)將活性炭再生吸附性能恢復(fù)率提高到120%，再生損耗控制在5%以內(nèi)，這是國內(nèi)其他技術(shù)難以做到的。為了大規(guī)模生產(chǎn)和應(yīng)用粉末活性炭，君集將設(shè)備升級(jí)，研發(fā)出可根據(jù)需求靈活配置的模塊化粉末活性炭再生爐，并專門建造了再生工廠，目前工廠已上馬兩條生產(chǎn)線，可日生產(chǎn)40噸粉末活性炭。這讓君集成為國內(nèi)唯一一家進(jìn)行粉末活性炭大規(guī)模工程化再生的企業(yè)，也使得再生粉末活性炭在工業(yè)污水處理行業(yè)的大規(guī)模運(yùn)用成為現(xiàn)實(shí)。
在此基礎(chǔ)上，團(tuán)隊(duì)最終摸索以“粉末活性炭膜生物反應(yīng)器+靶向大孔樹脂脫氮技術(shù)”為核心的循環(huán)炭濾技術(shù)體系。運(yùn)用該技術(shù)體系，當(dāng)污水進(jìn)來后，活性炭先“飽餐一頓”，“飽餐”后的活性炭，再被超濾膜截留，濾出水再經(jīng)靶向大孔樹脂脫氮，從而實(shí)現(xiàn)出水穩(wěn)定達(dá)到地表水Ⅳ類及以上的水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)。
劉魯建介紹，目前西方較為前沿的污水處理法主要應(yīng)用顆粒碳處理，但其不僅用量更大、損耗更多、工藝路線更長、成本更高，污染物吸附量也遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有粉末炭高。“我們生產(chǎn)的活性炭成本價(jià)格相較于傳統(tǒng)技術(shù)下降了50%左右，粉末活性炭通過我們發(fā)明的‘黑科技’‘死而復(fù)生’，達(dá)到循環(huán)利用，解決了低成本、高效率為河湖整容排毒的世界難題。”
循環(huán)炭濾技術(shù)為城市污水治理提供解決方案
環(huán)保部門最新統(tǒng)計(jì)顯示，全國還有28%的湖庫出現(xiàn)不同程度富營養(yǎng)化，重點(diǎn)湖庫暴發(fā)藍(lán)藻水華風(fēng)險(xiǎn)較大;部分地級(jí)城市建成區(qū)黑臭水體要實(shí)現(xiàn)“消除比例達(dá)到90%以上”目標(biāo)仍有一定難度。
作為千湖之省的湖北，更是面臨著水環(huán)境治理的巨大壓力與迫切需求。以備受關(guān)注的湯遜湖為例，這些年，它因藍(lán)藻水華泛濫、“黑臭”問題凸出為市民詬病?！?020年3月武漢市地表水環(huán)境質(zhì)量狀況》數(shù)據(jù)顯示，53個(gè)監(jiān)測(cè)湖泊檢測(cè)結(jié)果中，Ⅱ～Ⅲ類水質(zhì)湖泊23個(gè)，占40.4%;Ⅳ～Ⅴ類水質(zhì)湖泊32個(gè)，占56.1%;劣Ⅴ類水質(zhì)湖泊2個(gè)，占3.5%。其中，作為國內(nèi)最大的城中湖，湯遜湖的水質(zhì)仍為Ⅴ類，遠(yuǎn)未達(dá)到其功能區(qū)劃分的地表水Ⅲ類標(biāo)準(zhǔn)。
2018年，循環(huán)炭濾技術(shù)被成功應(yīng)用于湯遜湖污水處理示范項(xiàng)目。項(xiàng)目技術(shù)負(fù)責(zé)人董俊介紹，與目前成熟的UF/RO雙膜法、人工濕地生態(tài)技術(shù)、深床生物濾池、MRV蒸發(fā)工藝等工藝技術(shù)相比，使用了循環(huán)炭濾技術(shù)后，不僅可以穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)出水總氮≤1mg/L，同時(shí)處理成本大大降低。“經(jīng)過驗(yàn)證，深度處理后的尾水達(dá)到地表水Ⅲ類(湖庫)標(biāo)準(zhǔn)，就近排入湖泊，不僅有利于構(gòu)建湯遜湖良性水生態(tài)環(huán)境，根本上解決國內(nèi)類似靜、緩流水體的黑臭污染問題及藍(lán)藻、水華頻發(fā)問題，而且可避免傳統(tǒng)上花費(fèi)巨資修建排江管道，將污染物轉(zhuǎn)移至長江的做法，綜合效益顯著。”
盡管湯遜湖項(xiàng)目在2018年已驗(yàn)證成功，但由于種種原因，這項(xiàng)技術(shù)還沒有正式投入湯遜湖水污染的治理。
國內(nèi)知名水處理專家、中國工程院院士李圭白認(rèn)為，在后疫情時(shí)代，要實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)恢復(fù)的雙贏，更需針對(duì)具體水環(huán)境，科學(xué)、精準(zhǔn)治污。其中，提高科技創(chuàng)新能力，發(fā)揮新技術(shù)在水環(huán)境治理上的優(yōu)勢(shì)，將是打贏碧水保衛(wèi)戰(zhàn)的破題之術(shù)。
目前，全國已有60多項(xiàng)污水處理工程用上了循環(huán)炭濾技術(shù)，其中，同樣是千湖之省的浙江更是大規(guī)模用上了這項(xiàng)技術(shù)，并已穩(wěn)定運(yùn)行了五年之久。
“循環(huán)炭濾技術(shù)契合長江大保護(hù)的理念，順應(yīng)污水處理與生態(tài)凈化相結(jié)合的綜合治理發(fā)展趨勢(shì)。期待我的家鄉(xiāng)湖北也能早日‘舞’上這把治污‘利劍’，讓城中湖污染問題成為歷史，再現(xiàn)湖北的千湖之美!”君集公司董事長巴能軍說。
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